在地下钻凿操作中使用的检查系统以及检查方法技术方案

提供了一种在地下公用建设中尤其是在地下钻凿操作中使用的检查系统以及检查方法。检查系统主要包括传感器、传感器承载器设备、以及输出装置。传感器被应用以获得关于在地下钻孔操作中建成的隧道的情况的检查数据。传感器承载器适于包含传感器并且适于连接至用于将传感器运送穿过隧道的装置。输出装置接收来自传感器的对应于检查数据的输出信号并且将该信号呈现给操作者以用于解译和/或另外地备档和/或记录检查数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在地下钻凿操作中使用的检查系统以及检查方法
本公开主要涉及地下公用建设领域，并且更特别地，涉及检查系统及在地下钻凿操作中使用以帮助防止公用管线发生交叉钻凿（crossbore）的检查方法。
技术介绍
本部分提供了与本公开内容相关的背景信息，这些背景信息不一定是现有技术。地下公用管线通常使用包括水平钻凿技术的多种非开挖式安装技术中的任一种来安装。水平钻凿技术提供了用以安装气体管线、水管线、电力线路以及通信线路的有效且便宜的方法，特别是在犁挖或开挖地面难以进行或成本昂贵时，诸如当沿公用管线的路径存在妨碍这些技术的地面阻碍物（例如，公路、人行道、车道或景观园艺）的情况。一些水平钻凿技术包括地下气动钻凿、螺旋钻凿、湿式钻凿、水平方向钻探（HDD）、冲击矛法、管道推顶法以及微型隧道法。地下气动钻凿的过程涉及启动气动钻凿工具或气动穿孔工具，该工具制造出沿直线路径的水平钻孔以制造通过地面的隧道。之后，公用管线（例如用于气体、水、电以及通信）可被向后拉动穿过隧道而用于地下安装。可参照图1A、图1B以及图1C，理解用于地下气动钻凿的传统系统及方法。在将要安装新地下公用管线的区域10中，勘探出新的公用管线将会横穿的现存公用管线和表面障碍物12（例如，公路）。之后，选择用于沿其制造出地下钻孔或隧道14的新的公用管线的路径。之后，在障碍物的相对侧挖掘两个坑；坑16在路径的起始点（入口坑），坑18在其目标地点（出口坑）。坑16、18足够大以配装钻凿工具20并且允许操作者工作。坑还足够深使得在钻凿工具20制造隧道14时，隧道上方的地表保持原状。如在图1C中最佳所示，钻凿工具20为周知的装置并且钻凿工具20包括切过土壤、岩石等的气动操作钻凿工具。钻凿工具20由空气供应软管22连接至压缩空气的供应部。导向工具24和观测装置26（两者都在图1B中示出）用于使钻凿工具沿着期望路径并朝向预期目的地对准。之后钻凿工具20被激活并且继续进行切割隧道14，钻凿工具20前进穿过入口坑的壁并且空气供应软管22跟随在钻凿工具后面。一旦钻凿工具20已经前进超过导向工具24，那么使用无线电频率接收器穿过地面跟踪钻凿工具20的位置，该无线电频率接收器检查由内置在钻凿工具中的无线电发射器产生的无线电信号。当钻凿工具20到达目标地点时，钻凿工具已经在入口坑16与出口坑18之间且在表面障碍物12的下方完成了新的公用管线可穿行通过的隧道14。之后将钻凿工具20从空气供应软管22移除。之后，将公用管线附接至空气供应软管22（诸如通过将公用管线捆绑至软管22），软管22和公用管线被一起向后拉动穿过隧道，从而在地下安装公用管线。然而，地下气动钻凿具有可能导致难以完成用于地下公用管线的钻孔的缺点。例如，钻凿工具是不可操纵的，并且一旦钻凿工具已经离开导向工具，操作者就不能再控制钻凿工具的轨迹。因此，钻凿工具可能会因为例如岩石和不同的土壤密度而从期望的路径偏转。即使很小的偏转经过长距离也可能会造成与期望路径非常大的偏离。因此，钻凿工具可能会非预期地横穿其它已存的地下公用管线的路径。因此，且虽然在实施地下气动钻凿之前已经在地面上方对已存的地下公用管线进行了定位并且进行了标记，但钻凿工具仍可能在操作者不知道的情况下穿过诸如生活污水管线之类的已存的公用管线。之后，当安装新的公用管线时，该新的公用管线可能正好运行穿过已存的污水管线。在这种情况中，制造出交叉钻凿——即，两个或更多个地下公用管线相交。无论应用的水平钻凿过程如何，地下公用建设工业的重要关注点都是在不知觉的情况下穿过污水管线开挖隧道且之后使公用管线穿行经过污水管线（诸如天然气管线或电力管线之类）。交叉钻凿的公用管线在污水管线中的堵塞发展之前可能持续数月或数年保持在位。之后，在清理污水管线的过程中，公用管线可能被电动排水螺旋钻或用于清理排水管线的其它工具或机器隔断、割裂或以其它方式损坏。对交叉钻凿的公用管线造成的任何损坏都可能导致灾难性的故障，比如如果交叉钻凿的公用管线是气体管线时会造成爆炸；或者如果交叉钻凿的公用管线是输电线路时对污水清理机的操作者造成伤害；或者如果交叉钻凿的公用管线例如为通信线路时造成服务中断。
技术实现思路
本部分提供了对本公开的主要概述，而不是本公开全部范围或全部特征的全面公开。本公开主要涉及一种在地下公用建设工业中使用的检查系统及检查方法，并且特别地在地下钻凿操作中使用。检查系统主要包括传感器、传感器承载器、以及输出装置。传感器被应用以获得关于隧道情况的检查数据，该隧道由连接至收回机构的钻凿工具而制造。传感器承载器适于包含传感器并且适于连接至收回机构以将传感器传送穿过隧道。输出装置接收来自传感器的对应于检查数据的输出信号并且将该信号呈现给操作者用于解译和/或另外地备档和/或记录检查数据。在示例性的方面，本公开涉及视觉检查系统及方法，其在地下钻凿操作中使用以帮助避免公用管线发生交叉钻凿。视觉检查系统包括小摄像机，该小摄像机构造为穿过隧道行进，该隧道在新的公用管线穿行之前在地下气动钻凿操作中制造。当摄像机横穿隧道时，操作者可在显示器装置中查看隧道的实时图像（例如，静止图像和/或视频）并且进行对隧道的视觉检查以判定诸如生活污水管线之类的其它已存的公用管线是否已经在钻凿操作中与隧道相交。通过这样做，显著地减少了交叉钻凿的可能性。另外，当然，可记录检查图像用以为地下钻凿操作备档，其中没有制造出交叉钻凿，没有地下公用管线受损坏，和/或在隧道的路径中不存在其它障碍物。视觉检查系统公开为包括摄像机、显示器、以及摄像机索具。摄像机索具包括框架、摄像机连接器夹具、摄像机导向件、以及连接器配装件，该连接器配装件适于使摄像机索具连接至空气软管、公用管线和/或钻头的端部。根据本公开用于针对可能的交叉钻凿对地下钻凿进行视觉检查的方法包括：使用钻凿工具制造用于公用管线的地下隧道，将钻凿工具从空气供应软管移除，通过摄像机索具将摄像机附接至空气供应软管，拉动空气供应软管和摄像机穿过隧道，视觉地检查隧道，将空气供应软管从摄像机索具分离，将公用管线附接至摄像机索具并且拉动摄像机索具和公用管线穿过隧道。根据本公开用于针对可能的交叉钻凿对地下钻凿进行视觉检查的另一方法包括：使用钻头创建用于公用管线的地下隧道，通过摄像机索具将摄像机附接至钻头，拉动钻头和摄像机穿过隧道，视觉地检查隧道，将钻头从摄像机索具分离，将公用管线附接至摄像机索具，以及拉动摄像机索具和公用管线穿过隧道。根据本文提供的说明，其它应用领域将变得显而易见。在本概要中的说明和具体示例旨在仅用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。例如，除了获得可视图像形式的检查数据的摄像机，在检查系统中还可应用多种不同的传感器技术。可替代性地应用的其它传感器为例如被动传感器（如触摸传感器、红外传感器以及蒸汽传感器）或主动传感器（如声呐、雷达以及激光）。因此，可针对除交叉钻凿之外的其它情况对地下隧道进行检查。附图说明本文描述的附图仅用于说明选定的实施方式的目的，而不是全部可能的实施方法，并不旨在限制本公开的范围。图1A、图1B以及图1C示出了用于地下气动钻凿的常规系统及方法。图2是根据本公开的检查系统的立体图，检查系统包括摄像机索具。图3示出了图2的摄像机索具的立体图，图中包括连接器配装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查地下钻孔的检查系统，所述钻孔由连接至收回机构的钻凿工具制成，所述检查系统包括：传感器，所述传感器用于获得关于隧道的情况的检查数据；传感器承载器，所述传感器承载器适于结合所述传感器并且适于连接至所述收回机构以将所述传感器传送穿过所述隧道；以及输出装置，所述输出装置用于接收来自所述传感器的对应于所述检查数据的输出信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.21 US 61/510,182;2012.02.27 US 61/603,5521.一种用于检查地下隧道的检查系统，所述隧道由连接至收回机构的钻凿工具制成，所述检查系统包括：传感器，所述传感器用于获得关于所述隧道的情况的检查数据；传感器承载器，所述传感器承载器适于结合所述传感器并且适于连接至所述收回机构，所述传感器承载器适于穿过所述隧道行进并且适于将所述传感器传送穿过所述隧道；以及输出装置，所述输出装置用于接收来自所述传感器的对应于所述检查数据的输出信号；其中，所述传感器承载器包括摄像机索具，所述摄像机索具包括适于使所述摄像机索具连接至气动软管、公用管线、以及钻头中的至少一者的连接器配装件；以及其中，所述连接器配装件包括贯穿所述连接器配装件的通路，以使得当所述摄像机索具连接至所述气动软管时压缩空气能够经过所述连接器配装件。2.根据权利要求1所述的检查系统，其中，所述钻凿工具包括气动钻凿工具和所述钻头中的一者，所述收回机构包括所述气动软管和钻管中的一者。3.根据权利要求2所述的检查系统，其中，所述传感器包括摄像机，且所述输出装置包括显示器。4.根据权利要求3所述的检查系统，其中，所述摄像机索具包括框架、摄像机连接器夹具、以及摄像机导向件。5.根据权利要求4所述的检查系统，其中，所述连接器配装件包括锥形部，所述锥形部在所述框架中居中并且位于所述摄像机的前方，从而使得所述锥形部将所述摄像机的轴线的外围的图像反射在所述摄像机的视场内。6.一种用于在地下钻凿操作中使用的视觉检查系统，包括：摄像机；显示器；电缆，所述电缆将所述摄像机连接至所述显示器；以及摄像机索具，所述摄像机索具适于穿过在所述地下钻凿操作中制造的隧道行进，所述摄像机索具具有第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述摄像机索具包括：框架，所述框架包括至少一个细长构件；摄像机连接器夹具，所述摄像机连接器夹具设置在所述摄像机索具的所述第一端处，并且所述摄像机连接器夹具适于使所述摄像机索具夹紧到所述电缆上；摄像机导向件，所述摄像机导向件设置在所述摄像机索具的所述第一端与所述第二端之间的位置处，并且适于使所述摄像机索具结合所述摄像机；连接器配装件，所述连接器配装件设置在所述摄像机索具的所述第二端处，并且适于使所述摄像机索具连接至气动软管、公用管线、以及钻头中的至少一者；以及用于当所述摄像机索具穿过所述隧道行进时使所述隧道中的铲雪效应最小化的装置，此装置包括以下中的至少一者：(i)所述连接器配装件的包括具有成圆或渐缩部的外表面的第一端；(ii)所述摄像机导向件包括的第一渐缩外表面和第二渐缩外表面；以及(iii)所述摄像机连接器夹具包括的渐缩锥形部。7.根据权利要求6所述的视觉检查系统，其中，所述摄像机连接器夹具和所述连接器配装件固定至所述框架。8.根据权利要求7所述的视觉检查系统，其中，所述摄像机导向件将所述摄像机相对于所述框架定位。9.根据权利要求8所述的视觉检查系统，其中，所述电缆延伸穿过所述摄像机连接器夹具并且固定至所述摄像机连接器夹具。10.根据权利要求8所述的视觉检查系统，还包括系绳，所述系绳连接至所述摄像机索具的所述第一端以用于拉动所述摄像机穿过所述隧道。11.根据权利要求10所述的视觉检查系统，还包括扣钩，所述扣钩将所述系绳可释放地附接至所述摄像机索具。12.根据权利要求11所述的视觉检查系统，其中，所述系绳延伸至所述摄像机连接器夹具的内部空间中并且固定在所述内部空间中。13.根据权利要求6所述的视觉检查系统，其中，所述连接器配装件包括锥形部，所述锥形部在所述框架中居中并且位于所述摄像机的前方，从而使得所述锥形部将所述摄像机的轴线的外围的图像反射在所述摄像机的视场内。14.根据权利要求13所述的视觉检查系统，其中，所述连接器配装件还包括贯穿所述连接器配装件的通路，以使得当所述摄像机索具连接至所述气动软管时压缩空气能够经过所述连接器配装件。15.一种用于在地下钻凿操作中使用的视觉检查系统，包括：摄像机；显示器；电缆，所述电缆将所述摄像机连接至所述显示器；以及摄像机索具，所述摄像机索具适于穿过在所述地下钻凿操作中制造的隧道行进，所述摄像机索具具有第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述摄像机索具包括：框架，所述框架包括至少一个细长构件；摄像机连接器夹具，所述摄像机连接器夹具设置在所述摄像机索具的所述第一端处，并且所述摄像机连接器夹具适于使所述摄像机索具夹紧到所述电缆上；摄像机导向件，所述摄像机导向件设置在所述摄像机索具的所述第一端与所述第二端之间的位置处，并且适于使所述摄像机索具结合所述摄像机；连接器配装件，所述连接器配装件设置在所述摄像机索具的所述第二端处，并且适于使所述摄像机索具连接至气动软管、公用管线、以及钻头中的至少一者；并且，其中，所述连接器配装件具有第一端以及与所述连接器配装件的所述第一端相对的第二端，所述连接器配装件限定延伸穿过所述连接器配装件的所述第一端的第一孔以及延伸穿过所述连接器配装件的所述第二端的第二孔，所述第一孔构造为容纳所述框架，所述第二孔构造为容纳所述气动软管、所述公用管线和所述钻头中的至少一者。16.根据权利要求15所述的视觉检查系统，其中，所述连接器配装件包括设置在所述第一孔中的第一内螺纹以用于螺纹连接至所述框架，并且所述连接器配装件包括设置在所述第二孔中的第二内螺纹以用于螺纹连接至所述气动软管、所述公用管线和所述钻头中的至少一者。17.根据权利要求15所述的视觉检查系统，还包括用于当所述摄像机索具穿过所述隧道行进时使所述隧道中的铲雪效应最小化的装置，此装置包括以下中的至少一者：(i)所述连接器配装件的包括具有成圆或渐缩部的外表面的第一端；(ii)所述摄像机导向件包括的第一渐缩外表面和第二渐缩外表面；以及(iii)所述摄像机连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔希·索伊，迈克尔·J·鲁特科夫斯基，乔恩·R·邓金，
申请(专利权)人：艾默生电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US